Введение
1. Спектральные приборы 16
1.1. Краткая история развития оптической спектрометрии и создания фоточувствительных приборов с зарядовой связью 16
1.2. Электромагнитное излучение и его взаимодействие с веществом 20
1.3. Состав спектрального прибора 24
1.4. Классификация спектральных приборов
1.4.1. Способ регистрации излучения 26
1.4.2. Тип устройства разложения излучения в спектр 28
1.4.3. Количество одновременно регистрируемых спектральных линий 31
1.4.4. Способ взаимодействия с исследуемым объектом 32
1.4.5. Назначение
1.5. Основные параметры спектральных приборов 33
1.6. Оптические схемы спектрометров
1.6.1. Схема Czernyurner 38
1.6.2. Схема Ebert-Fastie 40
1.6.3. Схема Monk-Gillieson 40
1.6.4. Схема Littrow 41
1.6.5. Схема Echelle 42
1.6.6. Схемы с кругом Роуланда 43
1.6.7. Схема Wadsworth 45
1.7. Конструкция малогабаритного спектрометра с многоэлементным фотоприемником 45
1.7.1. Выбор оптической схемы малогабаритного спектрометра 46
1.7.2. Выбор дифракционной решетки 47
1.7.3. Выбор входной щели 49
1.7.4. Выбор многоэлементного фотоприемника 52
1.7.5. Влияние температуры на сигнал многоэлементного фотоприемника
1.7.6. Снижение уровня рассеянного света 67
1.7.7. Устранение высоких порядков дифракции 69
1.7.8. Спектрометр ISM3600B
3 1.8. Малогабаритные спектрометры отечественного производства 71
1.9. Выводы и постановка задачи исследования 72
2. Оптические узлы и элементы 74
2.1. Постановка задачи 74
2.2. Модификация ПЗС-фотоприемников
2.2.1. Технология снятия защитного стекла с ПЗС-фотоприемника 76
2.2.2. Интерференция в структуре ПЗС-фотоприемника 78
2.2.3. Нанесение слоя люминофора на поверхность ПЗС-фотоприемника 83
2.2.4. Подавление интерференции путем увеличения толщины поверхностного слоя ПЗС-фотоприемника 91
2.2.5. Установка оптоволоконной шайбы на поверхность фотоприемника для выравнивания фокусировки 95
2.2.6. Установка оптоволоконных шайб для устранения мертвых зон в многоканальных спектрометрах
2.3. Автоматизированная спектральная щель 101
2.4. Автоматическая компенсация ухода калибровки 106
2.5. Оптимизация юстировки спектрометра с многоэлементным фотоприемником ПО
2.6. Выводы 117
3. Электронные блоки оптических спектрометров 119
3.1. Постановка задачи 119
3.2. Шумы ПЗС-фотоприемников 120
3.3. Цифровая коррелированная выборка 124
3.4. Оптимизация тактирования для снижения шумов ПЗС-фотоприемников 136
3.5. Принципы построения систем регистрации сигнала линейных ПЗС-фотоприемников 145
3.6. Многоканальные системы регистрации 148
3.7. Системы регистрации инфракрасного спектрального диапазона 151
3.8. Выводы 157
4. Обработка данных в оптических спектрометрах с многоэлементными фотоприемниками 159
4.1. Постановка задачи 159
4.2. Программное обеспечение для управления малогабаритными спектрометрами Aspect 1 4.2.1. Основные параметры 161
4.2.2. Измерение толщины полупроводниковых мембран
4.3. Программное обеспечение для управления малогабаритными спектрометрами ASpect.NET 166
4.4. Программное обеспечение для управления малогабаритными спектрометрами ASpect2010 1 4.4.1. Основные параметры 167
4.4.2. Структура спектральных данных 174
4.4.3. Измерение амплитуды и длины волны 177
4.4.4. Вычисление статистических параметров 179
4.4.5. Параметры регистрации спектров 181
4.4.6. Калибровка спектрометра 191
4.4.7. Элементы таблицы Менделеева 194
4.4.8. Колориметрические измерения 197
4.4.9. Измерение параметров тонких пленок
4.4.10. Адаптивная фильтрация 213
4.4.11. Спектральный калькулятор 217
4.5. Выводы 220
5. Параметры разработанных приборов и области их применения 222
5.1. Универсальные спектрометры 222
5.2. Спектрометры для контроля содержания солей урана в водном растворе 235
5.3. Спектрометры для медицинских применений 236 5.4. Спектрометры для колориметрии 238
5.4.1. Колориметр для парфюмерной промышленности СК 1А 238
5.4.2. Колориметр для исследования старения бумаги 240
5.5. Спектрометры для идентификации пород древесины 242
5.5.1. Спектрометр для идентификации пород древесины «Кедр» 242
5.5.2. Спектрометр для идентификации пород древесины «Кедр-М»
5.6. Спектрометры для измерения параметров источников излучения 250
5.7. Спектрометры для измерения параметров тонких пленок 253
5.8. Спектрометры для инфракрасной области спектра 255
5.9. Системы регистрации для эмиссионного анализа 256
5.10. Многоэлементные фотоприемники, использованные в разработанных спектральных приборах 263
Заключение 264
Список сокращений 268
Список литературы
